JPS6276329A - 光受信回路 - Google Patents
光受信回路Info
- Publication number
- JPS6276329A JPS6276329A JP60215408A JP21540885A JPS6276329A JP S6276329 A JPS6276329 A JP S6276329A JP 60215408 A JP60215408 A JP 60215408A JP 21540885 A JP21540885 A JP 21540885A JP S6276329 A JPS6276329 A JP S6276329A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- current
- circuit
- transistor
- receiving element
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
- H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
- H04B10/693—Arrangements for optimizing the preamplifier in the receiver
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は受光ダイナミックレンジの広い光受信回路に関
する。
する。
［発明の技術的背景］
従来の光受信回路としては、たとえば第３図に示される
ようなものがある。
ようなものがある。
同図に示されるように、一端が電源ＶＣＣに接続された
抵抗１にフォトダイオードのような受光素子３が直列に
接続され、抵抗１と受光素子３との間に一端がアースさ
れたコンデンサ５が接続される。そして受光素子３のア
ノード側は電流電圧変換回路７に接続される。
抵抗１にフォトダイオードのような受光素子３が直列に
接続され、抵抗１と受光素子３との間に一端がアースさ
れたコンデンサ５が接続される。そして受光素子３のア
ノード側は電流電圧変換回路７に接続される。
この電流電圧変換回路７は一端が電源Ｖｃｃに接続され
た抵抗９にトランジスタ１１が直列接続され、このトラ
ンジスタ１１のベースに前記受光素子のアノード３が接
続される。
た抵抗９にトランジスタ１１が直列接続され、このトラ
ンジスタ１１のベースに前記受光素子のアノード３が接
続される。
ざらにコレクタが電源Ｖｃｃに接続されたトランジスタ
１３と抵抗１５とが直列に接続され、このトランジスタ
１３と抵抗１５との接続点に出力端子ＯＵＴが接続され
る。そしてこのトランジスタ１３のベースが抵抗９とト
ランジスタ１１との間に接続される。
１３と抵抗１５とが直列に接続され、このトランジスタ
１３と抵抗１５との接続点に出力端子ＯＵＴが接続され
る。そしてこのトランジスタ１３のベースが抵抗９とト
ランジスタ１１との間に接続される。
このような光受信回路では受光素子３が光を受けると、
受光素子３に電流が流れこの電流に応じてトランジスタ
１１のコレクタに接続された抵抗９に電圧が発生し、こ
の電圧を出力端子０ｔＪＴからとりだすものである。
受光素子３に電流が流れこの電流に応じてトランジスタ
１１のコレクタに接続された抵抗９に電圧が発生し、こ
の電圧を出力端子０ｔＪＴからとりだすものである。
［背景技術の問題点］
しかしながらこのような光受信回路ではパルス状の光信
号を受光している時そのピークレベルか高くなるに従い
、電流電圧変換回路γ内のトランジスタ１１の飽和効果
のため出力電圧波形の劣化が激しくなる。
号を受光している時そのピークレベルか高くなるに従い
、電流電圧変換回路γ内のトランジスタ１１の飽和効果
のため出力電圧波形の劣化が激しくなる。
このため入力光信号波形と出力電圧波形の不一致を導き
、正常な信号伝送機能が損われるという問題点があった
。
、正常な信号伝送機能が損われるという問題点があった
。
［発明の目的］
本発明の目的は前記問題点を解決すべく高レベル、光パ
ワー信号受光時にも、出力電圧の波形劣化を抑制でき従
来よりも受光ダイナミックレンジの広い光受信回路を提
供することにある。
ワー信号受光時にも、出力電圧の波形劣化を抑制でき従
来よりも受光ダイナミックレンジの広い光受信回路を提
供することにある。
［発明の概要］
前記目的を達成するために本発明は、光を受けると光の
強度に応じた電流を出力する受光素子と、前記受光素子
に直列に接続された負荷抵抗と、前記受光素子の出力電
流によって前記負荷抵抗に生ずる電圧を検出し設定電圧
と比較する電圧検出回路と、前記電圧検出回路によって
制御され該電圧検出回路で検出される電圧が設定電圧以
上になると前記受光素子の出力電流の一部をバイパスす
るバイパス回路とを具備することを特徴とする。
強度に応じた電流を出力する受光素子と、前記受光素子
に直列に接続された負荷抵抗と、前記受光素子の出力電
流によって前記負荷抵抗に生ずる電圧を検出し設定電圧
と比較する電圧検出回路と、前記電圧検出回路によって
制御され該電圧検出回路で検出される電圧が設定電圧以
上になると前記受光素子の出力電流の一部をバイパスす
るバイパス回路とを具備することを特徴とする。
電圧検出回路では、受光素子の出力電流によって負荷抵
抗に生ずる電圧を検出する。高レベル光パワー信号受光
時には、受光素子の出力電流が増大し負荷抵抗に生ずる
電圧も増大する。このとき電圧検出回路によって検出さ
れる電圧が設定電圧以上になると受光素子の出力電流の
一部がバイパス回路によってバイパスされる。
抗に生ずる電圧を検出する。高レベル光パワー信号受光
時には、受光素子の出力電流が増大し負荷抵抗に生ずる
電圧も増大する。このとき電圧検出回路によって検出さ
れる電圧が設定電圧以上になると受光素子の出力電流の
一部がバイパス回路によってバイパスされる。
したがってこの光受信回路に接続される電流電圧変換回
路には一定値以上の電流が流れることはなく出力電圧波
形の劣化を抑制できる。
路には一定値以上の電流が流れることはなく出力電圧波
形の劣化を抑制できる。
［発明の実施例］
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る光受信回路の回路図で
ある。
ある。
同図に示されるように一端が電源ＶＣＣに接続された抵
抗１に受光素子３およびバイパス回路１７としての第１
のトランジスタ１９が直列に接続される。
抗１に受光素子３およびバイパス回路１７としての第１
のトランジスタ１９が直列に接続される。
抵抗１と受光素子３との接続点Ａに一端がアースされた
コンデンサ５を接続するとともに、この接続点Ａと第１
のトランジスタ１つのコレクタとベースとの間に電圧検
出回路２１が設けられる。
コンデンサ５を接続するとともに、この接続点Ａと第１
のトランジスタ１つのコレクタとベースとの間に電圧検
出回路２１が設けられる。
この電圧検出回路２１では、電源Ｖｃｃとアースとの間
には定電流源２７、第２のトランジスタ２５、第３のト
ランジスタ１８が直列接続され、また電源Ｖｃｃとトラ
ンジスタ１９のコレクタの間に定電流源３３、第４のト
ランジスタ３１が直列接続され、これらの素子によって
差動回路が形成される。さらに一端が電源Ｖｃｃに接続
された抵抗３５の他端Ｂに定電流源３７およびコンデン
サ３９が並列接続されている。
には定電流源２７、第２のトランジスタ２５、第３のト
ランジスタ１８が直列接続され、また電源Ｖｃｃとトラ
ンジスタ１９のコレクタの間に定電流源３３、第４のト
ランジスタ３１が直列接続され、これらの素子によって
差動回路が形成される。さらに一端が電源Ｖｃｃに接続
された抵抗３５の他端Ｂに定電流源３７およびコンデン
サ３９が並列接続されている。
また第５のトランジスタ２３が点Ａと第２のトランジス
タ２５のベース間に接続され、第６のトランジスタ２９
が点Ｂと第４のトランジスタ３１のベース間に接続され
ている。
タ２５のベース間に接続され、第６のトランジスタ２９
が点Ｂと第４のトランジスタ３１のベース間に接続され
ている。
第５のトランジスタ２３のエミッタとグランド間に定電
流源２８が、第６のトランジスタ２９のエミッタとグラ
ンド間に定電流源３４か接続されている。
流源２８が、第６のトランジスタ２９のエミッタとグラ
ンド間に定電流源３４か接続されている。
また、定電流源２７とトランジスタ２５の接続点Ｃ１と
定電流源３３とトランジスタ３１の接続点Ｄ、との間に
抵抗４１が設けられる。またトランジスタ１９のベース
とトランジスタ１８のベースとトランジスタ１８のコレ
クタは接続される。
定電流源３３とトランジスタ３１の接続点Ｄ、との間に
抵抗４１が設けられる。またトランジスタ１９のベース
とトランジスタ１８のベースとトランジスタ１８のコレ
クタは接続される。
また受光素子のアノード側か電流電圧変換回路７と接続
される。この電流電圧変換回路７の内部の構成は第３図
に示すものと同様である。
される。この電流電圧変換回路７の内部の構成は第３図
に示すものと同様である。
抵抗１、抵抗３５の各抵抗ｆａＲ＋、Ｒ３ｓは等しく、
コンデンサ５．３９の各容量Ｃｓ 、Ｃ３ｓも等しく、
定電流源２７．３３の各電流値Ｉ２７．１３３も等しく
なるよう設定する。
コンデンサ５．３９の各容量Ｃｓ 、Ｃ３ｓも等しく、
定電流源２７．３３の各電流値Ｉ２７．１３３も等しく
なるよう設定する。
たとえば、抵抗１、抵抗３５の各抵抗値Ｒ１、Ｒ３５を
数にΩに選び、コンデンナ５、コンデンサ３９の各容ｆ
ｆ１ｃｓ 、Ｃ３ｓをＲ１との積か扱う光信号の最大パ
ルス幅以上になるように定める。
数にΩに選び、コンデンナ５、コンデンサ３９の各容ｆ
ｆ１ｃｓ 、Ｃ３ｓをＲ１との積か扱う光信号の最大パ
ルス幅以上になるように定める。
このような光受信回路は、光信号のレベルが高くなり受
光素子電流がある値以上になった時、その過剰電流分を
検知し、それと同様の電流分を受光素子出力電流からバ
イパスするものである。
光素子電流がある値以上になった時、その過剰電流分を
検知し、それと同様の電流分を受光素子出力電流からバ
イパスするものである。
したがって、受光素子３に接続された電流電圧変換回路
７にある値以上の電流は流れ込まず、電流電圧変換回路
７内のトランジスタを非飽和領域で動作させ、出力電圧
信号波形の劣化を抑制することができる。
７にある値以上の電流は流れ込まず、電流電圧変換回路
７内のトランジスタを非飽和領域で動作させ、出力電圧
信号波形の劣化を抑制することができる。
次にさらに詳細に本実施例の動作について説明する。
受光素子３に入射する光量の平均パワーＰ１［剖に従い
、点Ａの電位は変化する。すなわち点Ａの電位ＶＡ［Ｖ
］は受光素子３の感度を、５ ［Ａ／Ｗｌとすると、 ＶＡ ＝Ｖｃｃ Ｓ−Ｐ＋ ・Ｐ＋ −・・・
・・・（１）となる。
、点Ａの電位は変化する。すなわち点Ａの電位ＶＡ［Ｖ
］は受光素子３の感度を、５ ［Ａ／Ｗｌとすると、 ＶＡ ＝Ｖｃｃ Ｓ−Ｐ＋ ・Ｐ＋ −・・・
・・・（１）となる。
バイパス機能が働く平均受光パワーの下限値をＰｅ［目
とし、定電流源３７の電流値Ｉ３７をｌ３７＝ＰＢＸＳ
・・・・・・・・・（２）となるよ
う設定する。すなわち、平均受光パワーＰ１がＰａのと
き第２．３で構成される差動回路は平衡状態となる。
とし、定電流源３７の電流値Ｉ３７をｌ３７＝ＰＢＸＳ
・・・・・・・・・（２）となるよ
う設定する。すなわち、平均受光パワーＰ１がＰａのと
き第２．３で構成される差動回路は平衡状態となる。
この場合、受光素子３のアノード側から電流電圧回路７
に入力される電流は、電流電圧変換回路７内の図示しな
いトランジスタを飽和させることはない。
に入力される電流は、電流電圧変換回路７内の図示しな
いトランジスタを飽和させることはない。
次に平均受光パワーＰ１が下限値Ｐａを越える場合、受
光素子３の出力電流のうち過剰電流すなわち第１のトラ
ンジスタ１９を通してバイパスしたい電流をΔ■とすれ
ば、 Ｖ３１−Ｖ２５ ＝ΔＩＸＲ＋ ・・・・・・・
・・（４）但し、Ｖ３１はトランジスタ３１のエミッタ
電圧、Ｖ２５はトランジスタ２３のエミッタ電圧である
。
光素子３の出力電流のうち過剰電流すなわち第１のトラ
ンジスタ１９を通してバイパスしたい電流をΔ■とすれ
ば、 Ｖ３１−Ｖ２５ ＝ΔＩＸＲ＋ ・・・・・・・
・・（４）但し、Ｖ３１はトランジスタ３１のエミッタ
電圧、Ｖ２５はトランジスタ２３のエミッタ電圧である
。
またｊを抵抗４１を右から左に流れる電流とすれば、
ｊ＝ （’Ｖ３ ＋ Ｖ２ ｓ ）／Ｒ４＋＝ΔＩＸ
ＲＩ／Ｒ４１・・・・・・・・・（５）１２ ｓ ＝ｈ
ａ ＝ＩＩ ９ ＝Ｉ２７ ＋ｊ・・・・・・・・・
（６）Ｉ３１＝Ｉ１９−Ｉ＋９’ ＝’Ｉ３３ ｊ・
・・・・・（７）但し、 Ｉ２７＝Ｉ３３ Ｉ２５はトランジスタ２５のコレクタ電流Ｉ３１はトラ
ンジスタ３１のコレクタ電流Ｉ＋ａはトランジスタ１８
のコレクタ電流Ｉ＋９はトランジスタ１９のコレクタ電
流１１３′は受光素子のアノードからトランジスタ１０
のコレクタに流れる電流 すなわち ＴＩ９’＝ΔＩ ・・・・・・・・・（８
）式（６）から式（７）を減じると、 １１９’＝２Ｊ ・・・・・・・・・（９
）（５）、（８）を代入して ΔＩ＝２×ΔＩＸＲＩ／Ｒ４１・・・・・・・・・（１
０）すなわち Ｒ４＋ ＝２Ｒ＋ ・・・・・・・・
・（１１）に設定すれば、トランジスタ１９のコレクタ
にバイパス電流Δ■が流れるようになるので、受光素子
３の出力電流の過剰電流をバイパスすることができる。
ＲＩ／Ｒ４１・・・・・・・・・（５）１２ ｓ ＝ｈ
ａ ＝ＩＩ ９ ＝Ｉ２７ ＋ｊ・・・・・・・・・
（６）Ｉ３１＝Ｉ１９−Ｉ＋９’ ＝’Ｉ３３ ｊ・
・・・・・（７）但し、 Ｉ２７＝Ｉ３３ Ｉ２５はトランジスタ２５のコレクタ電流Ｉ３１はトラ
ンジスタ３１のコレクタ電流Ｉ＋ａはトランジスタ１８
のコレクタ電流Ｉ＋９はトランジスタ１９のコレクタ電
流１１３′は受光素子のアノードからトランジスタ１０
のコレクタに流れる電流 すなわち ＴＩ９’＝ΔＩ ・・・・・・・・・（８
）式（６）から式（７）を減じると、 １１９’＝２Ｊ ・・・・・・・・・（９
）（５）、（８）を代入して ΔＩ＝２×ΔＩＸＲＩ／Ｒ４１・・・・・・・・・（１
０）すなわち Ｒ４＋ ＝２Ｒ＋ ・・・・・・・・
・（１１）に設定すれば、トランジスタ１９のコレクタ
にバイパス電流Δ■が流れるようになるので、受光素子
３の出力電流の過剰電流をバイパスすることができる。
したがってこの場合、受光素子３のアノード側から電流
電圧変換回路７に入力される電流はその過剰電流分がト
ランジスタ１９を介してバイパスされるので電流電圧変
換回路７内のトランジスタ（図示せず）を飽和させるこ
とはない。
電圧変換回路７に入力される電流はその過剰電流分がト
ランジスタ１９を介してバイパスされるので電流電圧変
換回路７内のトランジスタ（図示せず）を飽和させるこ
とはない。
なお、第２図は第２実施例を示すもので、本実施例では
第１実施例の電流方向およびトランジスタの極性を変更
したものであり、回路の接続は同図に示される通りであ
り、その動作も第１実施例とかわるところはない。
第１実施例の電流方向およびトランジスタの極性を変更
したものであり、回路の接続は同図に示される通りであ
り、その動作も第１実施例とかわるところはない。
［発明の効果］
以上詳細に説明したように本発明では光受信回路の後段
に接続される回路に流れる電流が設定電流以上になると
それをバイパスさせるようにしたので、高レベル光パワ
ー信号受光時でも後段の回路の出力電圧の波形変化を抑
圧でき受光ダナミツクレンジが広くなる。
に接続される回路に流れる電流が設定電流以上になると
それをバイパスさせるようにしたので、高レベル光パワ
ー信号受光時でも後段の回路の出力電圧の波形変化を抑
圧でき受光ダナミツクレンジが広くなる。
第１図〜第２図は本発明の第１〜第２実施例に係わる光
受信回路の回路図、第３図は従来の光受倍回路の回路図
である。 １・・・・・・・・・抵抗 ３・・・・・・・・・受光素子 ５・・・・・・・・・コンデンサ １７・・・・・・・・・バイパス回路 ２１・・・・・・・・・電圧検出回路 １、願人 株式会社 東芝 代理人弁理士 須 山 佐 − 第１図 第２図
受信回路の回路図、第３図は従来の光受倍回路の回路図
である。 １・・・・・・・・・抵抗 ３・・・・・・・・・受光素子 ５・・・・・・・・・コンデンサ １７・・・・・・・・・バイパス回路 ２１・・・・・・・・・電圧検出回路 １、願人 株式会社 東芝 代理人弁理士 須 山 佐 − 第１図 第２図
Claims (1)
- 光を受けると光の強度に応じた電流を出力する受光素子
と、前記受光素子に直列に接続された負荷抵抗と、前記
受光素子の出力電流によつて前記負荷抵抗に生ずる電圧
を検出し設定電圧と比較する電圧検出回路と、前記電圧
検出回路によつて制御され該電圧検出回路で検出される
電圧が設定電圧以上になると前記受光素子の出力電流の
一部をバイパスするバイパス回路とを具備することを特
徴とする光受信回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60215408A JPS6276329A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 光受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60215408A JPS6276329A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 光受信回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276329A true JPS6276329A (ja) | 1987-04-08 |
Family
ID=16671829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60215408A Pending JPS6276329A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 光受信回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6276329A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63146505A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-18 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | バイアス増幅器 |
| JPH04359479A (ja) * | 1991-06-04 | 1992-12-11 | Mitsubishi Electric Corp | フォトダイオード装置 |
| US5473462A (en) * | 1993-09-30 | 1995-12-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical signal detection circuit |
| US7509059B2 (en) | 2003-12-09 | 2009-03-24 | Rohm Co., Ltd. | Optical receiver and data communication apparatus comprising same |
| JP2011066089A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザ制御装置及び画像形成装置 |
-
1985
- 1985-09-28 JP JP60215408A patent/JPS6276329A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63146505A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-18 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | バイアス増幅器 |
| JPH04359479A (ja) * | 1991-06-04 | 1992-12-11 | Mitsubishi Electric Corp | フォトダイオード装置 |
| US5473462A (en) * | 1993-09-30 | 1995-12-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical signal detection circuit |
| US7509059B2 (en) | 2003-12-09 | 2009-03-24 | Rohm Co., Ltd. | Optical receiver and data communication apparatus comprising same |
| JP2011066089A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザ制御装置及び画像形成装置 |
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